Схема, показанная на фиг. 5.26, а, представляет собой мостовой генератор Вина. Положительная обратная связь обеспечивается цепью Pi, которая задает частоту колебаний в соответствии с выражением

f, = P=i=. (5.35)

На частоте fr фазовый сдвиг по цепи Pi равен нулю градусов. Отметим теперь, что в соединении операционного усилителя А со второй цепью обратной связи можно сразу узнать неинвер-тирующую схему. Таким образом, подстраивая цепь р2, мы увеличиваем петлевое усиление до единицы для поддержания незатухающих колебаний. Критическая установка Rs и Riu необходимая для поддержания колебаний, определяется в соответствии с выражением

В простейшем случае, при Ri. = R ч Ci = Cz, имеем

Rs>2R,. (5.38)

Для поддержания стабильной амплитуды колебаний необходимо обеспечить некоторое уменьшение усиления с ростом уровня сигнала на выходе. Два диода Di и Dz работают как биполярные ограничители, уменьшая действующее значение сопротивления Rs при больших уровнях выхода.

5.5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Активные фильтры имеют огромное преимущество перед их .пассивными аналогами на частотах ниже 10 кГц, где индуктивности большой величины, необходимые для пассивных фильтров, становятся громоздкими, дорогостоящими, а характеристика их далека от идеальной.

Схемы интегратора и дифференциатора, показанные на фиг. 5.12 и 5.13, являются простыми активными фильтрами. В данном разделе мы приводим несколько других примеров простых, а также наиболее универсальных типов фильтров. Большое Количество других возможных схем активных фильтров Ёместе с их детальным математическим анализом можно найти в других работах.

На фиг. 5.27 схемы инвертирующего усилителя и интегратора объединены, с тем чтобы получить инвертирующий усили-

тель с постоянным коэффициентом усиления от постоянного тока до частоты fz. Эта сопрягающая частота регулируется цепью обратной связи в соответствии с выражением

= Ж-- (5.39)

Выще частоты fz усиление уменьшается на 20 дБ/декада (или н? 6 дБ/октава, что означает уменьшение усиления наполовину при каждом удвоении частоты).

Усиление

О дБ

Наклон = - вдБ/октоба

Логарифм штаты

Фиг. 5.27. Однополюсный активный фильтр низкой частоты, с-схема включения операционного усилителя; в -амплитудно-частотная характеристика.

В аналогичном фильтре верхних частот (фиг. 5.28) сопрягающая частота на уровне -ЗдБ задается входной цепью в соответствии с выражением

/• = 2- (5.40)

Если низкочастотный и высокочастотный активные фильтры объединить, то в результате получается п.одосовой фи.лътр. (фиг. 5.29). ... - "

Активные фильтры можно включать последовательно для получения кривых с большей крутизной спада. Вообще каскад-но соединенные секции простых фильтров, имеют более низкую чувствительность, а это означает, что небольшое отклонение величины одного из компонентов схемы будет меньше влиять

Усиление

Логарифм частоты

Фиг. 5.28. Однополюсный активный фильтр высокой частоты.

в-схема включения операционного усилителя; б -амплитудно-частотная характеристика.

на изменение суммарной характеристики фильтра, чем в аналогичном сложном фильтре на одном усилителе.

На фиг. 5.30 приведена схема фильтра нижних частот второго порядка. Передаточная характеристика этой схемы имеет вид

(5.41)

Выбирая величины компонентов в соответствии с равенством